[发明专利]一种沉积锌合金镀层多功能实验装置及其方法

权利要求书

1.一种沉积锌合金镀层的多功能实验装置，其特征在于，在该装置中集成设置有蒸镀部件（3），磁控溅射部件（8）和加热部件（7）；蒸镀部件（3）设置在镀室（1）底部的一边，磁控溅射部件（8）设置在镀室（1）的两侧壁上，加热部件（7）设置在镀室（1）内壁一侧的上方；该装置在同一台设备上通过蒸镀和退火，或者通过磁控溅射和退火实现基板（6）表面合金镀层的沉积；

该装置的镀室（1）中设置有离子源（2），离子源（2）设置在磁控溅射部件（8）之间，在离子源（2）和蒸镀部件（3）的上方设置有固定基板（6）的基板架（5），基板架（5）与镀室（1）上方外置的减速电机（19）连接；

该装置还连接有真空获得系统（14），压缩空气供气系统（15），工作气体供气系统（16），循环水冷却系统（17）以及电控系统（18）。

2.根据权利要求1所述多功能实验装置，其特征在于，所述蒸镀部件（3）中设置有四个工位的坩埚（9），对称安装于同一根驱动轴（22）上，驱动轴（22）垂直安装，上端位于镀室内，下端伸出镀室外，坩埚（9）装有不同的金属靶材，为蒸镀部件（3）设置有电子束270°偏转的E型电子枪（10）作为蒸发源，通过电控系统（18）控制其运行，使得坩埚（9）中的蒸镀靶材（4）正对电子束的轰击，实现不同金属靶材在基板（6）上的蒸镀沉积。

3.根据权利要求1所述多功能实验装置，其特征在于，在所述磁控溅射部件（8）上设置有靶材（11），通过直流磁控溅射实现合金或金属靶材在基板（6）上的沉积。

4.根据权利要求1所述多功能实验装置，其特征在于，所述加热元件（7）为升温迅速，易于实现温控的红外辐射加热灯。

5.根据权利要求1所述多功能实验装置，其特征在于，所述离子源（2）提供强离子流，用于蒸镀前或溅射前对基板（6）表面进行物理刻蚀，以提高合金或金属镀层沉积的结合力。

6.根据权利要求2所述多功能实验装置，其特征在于，所述蒸镀部件（3）上的四个坩埚（9）,由同一根驱动轴（22）驱动实现旋转定位，驱动轴下端装有一个水平放置的圆形信号盘（20），每隔90°开有一个宽1mm深10mm的狭缝，由外置的光电开关（21）检测此狭缝位置并发出检测信号，电控系统控制直流永磁电机旋转，从而使狭缝上方对应的靶材坩埚转到E型电子枪的轰击区域，实现不同蒸镀靶材（4）在基板（6）上的沉积。

7.根据权利要求1所述多功能实验装置，其特征在于，所述镀室（1）为双层循环水冷结构，设置有双层水冷结构的前开门（12），前开门上设有外部窥视孔（13）。

8.根据权利要求1所述多功能实验装置，其特征在于，所述基板架（5）根据蒸镀或磁控溅射所要求的靶-基距及角度要求，设置两种不同的基板架尺寸，分别用于蒸镀或溅射时基片（6）的固定。

9.根据权利要求1所述多功能实验装置，其特征在于，所述真空获得系统（14）设置有真空泵组（23），为镀室（1）提供真空镀膜环境；所述工作气体供气系统（16）为镀室（1）提供氩气或氮气工作气体；所述循环水冷却系统（17）为实验装置提供循环冷却去离子水，防止各部件发生热变形；所述电控系统（18）为实验装置提供动力并实现实验过程的自动控制。

10.根据权利要求9所述多功能实验装置，其特征在于，所述氩气离化后用于清洁基板或靶材表面，提高镀层沉积的结合力，还用于从磁控溅射靶溅出靶材原子；所述氮气用于反应磁控溅射或者反应蒸镀形成化合物镀层。